更新时间：2023-07-12 22:30
介子探测器，是利用介子向反应堆内部涌流的原理设计的核燃料探测器，这一技术主要应用于人类无法进入的核泄漏场所，如核电站的反应堆车间等，同时可用于扫描货物集装箱和卡车是否非法运载核物质。应用这类探测器，能在1分钟内探测出20千克铀。
介子介子探测器，是一种寻找核泄漏原料的探测器。以2011年福岛大地震为例，地震破坏了反应堆的冷却系统后，反应堆压力容器被熔穿，掉落到容器底部，甚至到了混凝土底层，而一些燃料可能还在容器内。为了设计出有效方法安全地移出燃料，工程师需要更多有关其位置和条件的详细信息。对于那些冒险寻找燃料的工人而言，厂房内的辐射水平过高。即便使用系索的机器人设备探查反应堆内部情况，也需要操作者进入高辐射区域。同时，当宇宙射线撞击高层大气产生的无数介子正在流入反应堆内部。每分钟，地球表面每平方米约被1万个这种微小粒子撞击。而且，大部分能不受干扰地流经固体物质。但也有少量按照物质的密度和厚度被吸收或反射，依据这一原理，只要捕捉从高层大气中大量落下的从反应堆残骸里涌出的介子，就可以得到X射线状的图像以便能够精确地找到铀。
20世纪50年代，物理学家首次将该现象用于研究澳大利亚地下水电设备的地质情况，20世纪60年代，科学家使用相关方法发现埃及哈夫拉金字塔内没有隐藏的密室。数十年后，日本高能加速器研究组织（KEK）介子物理学家KanetadaNagamine表示，探测器能够捕捉在宇宙射线碰撞中喷向一旁的介子。他建议，这些介子将被用于监测火山内的岩浆通道，加强地震预报。他还看到了介子图像在核灾区的潜力。
1986年，乌克兰切尔诺贝利核电站反应堆爆炸后，Nagamine就提出设置介子探测器绘制受损燃料的位置，但当时的苏联政府并未采纳该意见。2011年3月11日，9级地震和大海啸袭击日本，发生了有史以来第二次最严重的核灾难，而Nagamine已经作好了准备。事故发生几天后，他向KEK总干事提交了一份建议，提出使用介子图像调查福岛反应器。Nagamine的校友、当时供职于美国新墨西哥州洛斯阿拉莫斯国家实验室的HaruoMiyadera也提出了相同的建议。但他们设计的处理方法有所不同。
而KEK的策略是在反应堆的侧翼放置闪烁体探测器堆：塑料制成的棒状体，当带电粒子撞击时会发光。该研究团队计划标注介子的吸收情况，这取决于其通过的材料密度。铀的密度比钢或混凝土更大，因此会投下更深的介子阴影，这就使得该团队得以判断建筑物和反应堆容器内的燃料残留。
领衔该项目的KEK物理学家FumihikoTakasaki表示，该团队在其他核电站中测试了该策略，这里的工作人员“不提供任何燃料位置信息”。这些探测器发现了燃料，结果显示这些物质从核心一直到冷却池，其分辨率足以发现第二簇乏燃料棒。
福岛核电站2015年3月，东京电力公司在遭到破坏的1号反应堆旁边安装了两个KEK建造的探测器。到3月底，这些探测器可能吸收足够的介子，以确保反应堆核心部分没有残余燃料。但这些放置在反应堆外部地面上的探测器，将无法探测到那些可能流到位于地下室保护壳底部的燃料。这将需要正在研发中的机器人的帮助。
在2号和3号反应堆，燃料可能分散在核心位置、压力容器和保护壳里。为了克服相关困难，东京电力公司向洛斯阿拉莫斯团队求助。这里的介子探测器研究始于20世纪90年代，当时物理学家ChristopherMorris及其同事致力于寻找非侵入的方式检测核武器。介子探测的图像能揭示这些粒子如何被物质中的原子核打歪。而偏转角依赖于原子核内质子的数量，确定介子掠过的元素以及爆炸的位置。
该技术已经商业化，用于扫描货物集装箱和卡车是否非法运载核物质。这些探测器能在1分钟内探测出20千克铀。该团队在实验反应堆里检测了他们的技术，以证实它将适用于福岛核电站，但他们面临一个世纪问题：在2号反应堆中安装7米乘7米的巨大探测器。提供了福岛核电站六个反应堆中的两个的东芝集团，正在建造这些探测器并将在年底安装。